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Preview : AMD RX Vega64 et RX Vega56 en test
Cartes Graphiques
Publié le Lundi 14 Août 2017 par Guillaume Louel

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Page 1 - Un nouveau GPU haut de gamme

Plus de deux années se sont écoulées depuis le lancement de Fiji dans les Fury X. Un GPU très particulier puisqu'il inaugurait pour la première fois l'arrivée d'un nouveau type de mémoire, la HBM (High Bandwidth Memory) dont les dies sont placés directement dans le package du GPU.

Depuis, si AMD a lancé Polaris en 14nm sur le milieu de gamme l'année dernière, sur le haut de gamme il a fallu être beaucoup plus patient pour avoir un GPU qui ne soit plus fabriqué en 28nm. Après avoir indiqué par la voix de sa CEO la sortie de Vega pour le premier semestre de cette année, le constructeur a même du proposer une Frontier Edition, pas totalement terminée, et qui aura surtout permis de tenir la promesse faite aux investisseurs.

Tout ceci est cependant derrière nous et Vega est enfin arrivé dans sa déclinaison pour les joueurs, avec des cartes baptisées, tout simplement, RX Vega64 et RX Vega56. Le GPU utilisé, Vega 10 est particulièrement imposant, avec 12.5 milliards de transistors fabriqués en 14nm chez GlobalFoundries. Un nombre de transistors sensiblement équivalent au plus gros GPU grand public concurrent, le GP102 utilisé sur les GeForce GTX 1080 Ti.

Qu'apportent en pratique ces nouvelles cartes par rapport au dernier GPU haut de gamme d'AMD ? Et surtout où se placent elles dans l'écosystème GPU qui, lui, n'a pas attendu pour évoluer avec des GeForce GTX 1070 et 1080 installées depuis un (très) long moment sur ce segment ? Nous allons tenter de répondre à ces questions dans ce dossier.

L'enchaînement des lancements AMD, les délais particulièrement courts pour ce test (nous avons reçu la Vega 56 vendredi !) et la somme de travail lié à la refonte du protocole complexifié qui plus est par une transmission du protocole précédent tardive et incomplète fait que nous ne sommes pas en mesure de vous proposer le dossier habituel pour ces Vega 64 et 56. Nous vous prions de nous en excuser et espérons revenir vers vous dès que possible avec un protocole aux petits oignons côté GPU, en attendant nous vous livrons notre première analyse de ces Vega au travers de cette preview !

Page 2 - Vega 10 et HBM2

# Vega 10 : 12.5 milliards de transistors

Vega 10 est un très gros GPU annoncé à 12.5 milliards de transistors pour 486mm2 de superficie.

Si l'on reprend la liste des derniers GPU :

  • GP100 : 15.3 milliards de transistors pour 610 mm²
  • Vega 10 : 12.5 milliards de transistors pour 486 mm²
  • GP102 : 12.0 milliards de transistors pour 471 mm²
  • Fiji : 8.9 milliards de transistors pour 598 mm²
  • GM200 : 8.0 milliards de transistors pour 601 mm²
  • GP104 : 7.2 milliards de transistors pour 314 mm²
  • GK110 : 7.1 milliards de transistors pour 561 mm²
  • Hawaii : 6.2 milliards de transistors pour 438 mm²
  • Polaris 10 : 5.7 milliards de transistors pour 232 mm²
  • GM204 : 5.2 milliards de transistors pour 398 mm²
  • Tonga : 5.0 milliards de transistors pour 368 mm²
  • GP106 : 4.4 milliards de transistors pour 200 mm²
  • GK104 : 3.5 milliards de transistors pour 294 mm²
  • GM206 : 2.9 milliards de transistors pour 228 mm²
  • Pitcairn : 2.8 milliards de transistors pour 212 mm²
  • GK106 : 2.5 milliards de transistors pour 214 mm²
  • Bonaire : 2.1 milliards de transistors pour 158 mm²

Vega est donc légèrement plus gros que le GP102, utilisé chez Nvidia sur les GTX 1080 Ti (les GTX 1080/1070 utilisent le GP104, significativement plus petit pour rappel).

  • Vega 10 : 25.7 millions de transistors par mm²
  • GP102 : 25.4 millions de transistors par mm²
  • GP100 : 25.1 millions de transistors par mm²
  • Polaris 10 : 24.6 millions de transistors par mm²
  • Tonga : 13.6 millions de transistors par mm²
  • Pitcairn : 13.2 millions de transistors par mm²
  • GP104 : 22.9 millions de transistors par mm²
  • GM204 : 13.1 millions de transistors par mm²
  • GM206 : 12.7 millions de transistors par mm²

Côté densité, Vega se place légèrement en tête du classement, ce qui n'est en soit pas très important. La densité est un peu meilleure que sur Polaris 10, mais l'écart est plutôt léger. Comme Polaris, Vega est fabriqué par GlobalFoundries sur leur process 14 LPP.

HBM2

Du côté de la mémoire, on passe de la HBM de première génération utilisée sur Fiji à la HBM2. Techniquement la HBM2 multiplie par deux la bande passante par pin, tout en augmentant la capacité, ce qui permet à AMD de n'utiliser que deux dies de HBM2.

Là où Fiji utilisait quatre dies interfacés 4096 bits pour 512 Go/s de bande passante, Vega 10 se contente de deux puces interfacées en 2048 bits, tout en proposant une bande passante mémoire très légèrement inférieure de 484 Go/s. Pas de gain donc de ce côté, et on notera que la concurrence propose désormais un niveau de bande passante équivalent de 484 Go/s sur les GTX 1080 Ti qui utilisent, elles, de la GDDR5X.

64 CU et 4096 Stream processors

Si AMD n'a pas prononcé une fois l'acronyme GCN durant sa présentation, en pratique on retrouve bien une architecture similaire aux GPU précédents du constructeurs. On retrouve donc 64 Compute Unit, affublées d'un très marketing « Next Gen » pour 4096 unités de calculs (ce qu'AMD appelle Stream processors). C'est deux fois plus d'unités qu'une Radeon 470, mais autant que Fiji. De la même manière on retrouvera aussi 256 unités de textures et 64 ROPs.

A l'intérieur des CU AMD a procédé a de petites améliorations par rapport à Polaris avec de nouvelles instructions de texturing capables de stocker deux données 16 bits dans un registre 32 bits.

AMD illustrait cela avec une version spécifique de la démo Time Spy de 3D Mark ou l'application d'instructions 16 bits (AMD regroupe cela derrière le nom Rapid Packed Math) permet de voir des gains assez intéressants, dans le cas de la génération de bruit, le passage d'instructions INT32 à des INT16 permet un gain pratique de 25% de performances sur cet algorithme, et le passage en FP16 des FFT utilisées pour les effets de bloom permet un gain de 20% de performance sur cette partie du rendu. Reste à voir si les développeurs suivront, ce n'est pas la première fois qu'AMD met en avant le FP16 avec des résultats pratiques limités.

On notera que le jeu d'instruction interne gagne 40 nouvelles instructions, qui incluent aussi de nouvelles instructions pour les crypto-monnaies.

Une gestion mémoire « façon CPU »

Un des changements les plus originaux apporté par Vega concerne la gestion de la mémoire. De manière historique, la mémoire embarquée par les GPU doit être gérée manuellement par les développeurs (avec plus ou moins de facilité en fonction des API utilisées) qui doivent remplir (et faire de la place si nécessaire) eux même la mémoire graphique. Un système de fonctionnement très basique, et très différent de ce que l'on connaît sur les CPU.

Sans rentrer trop dans les détails, les CPU et les systèmes d'exploitation comme Windows utilisent ce que l'on appelle un système dit de pagination mémoire. Un programme n'accède jamais vraiment à la mémoire système de manière directe, il alloue de la mémoire sous la forme de blocs (des pages mémoires) qui utilisent un système d'adressage virtuel. En pratique, le programme ne sait pas à quel endroit exact ses données sont stockées, une possibilité exploitée par les systèmes d'exploitation avec la gestion de mémoire virtuelle qui permet d'étendre la quantité mémoire disponible en stockant des pages mémoires dans un fichier (sous Windows, le fameux pagefile.sys). Le système s'occupe alors lui-même de stocker les pages les moins utilisées sur disque, et les pages les plus utilisées sont gardées en mémoire centrale.

Avec Vega, AMD s'est inspiré de cela en proposant un mode de fonctionnement alternatif baptisé HBCC (High Bandwidth Cache Controller). Pour s'en servir, on activera ce mode dans le driver d'AMD où l'on définira la taille de l'espace virtuel (par exemple, 32 Go).

Par la suite, un jeu qui se lancera se verra rapporté par le driver le fait que (dans notre exemple) 32 Go de mémoire sont disponible (au lieu de 8). Il pourra allouer comme à l'habitude sa mémoire, mais de manière transparente, le GPU va paginer la mémoire. Les pages pourront ainsi être placées au choix en HBM2, ou en mémoire système.

C'est le GPU (et son driver) qui gèrera ainsi la mémoire, la HBM2 étant vue comme un cache exclusif par rapport à l'espace virtuel. En pratique, cela permet de faire tourner des applications qui ont besoin de plus de mémoire que ce dont dispose la carte graphique, on est alors uniquement limité par la bande passante PCI Express lorsqu'il faut transférer des pages d'un endroit à l'autre (l'équivalent du swap).

Sur le papier, l'idée d'amener les GPU dans la modernité pour la gestion mémoire peut sembler intéressante. Le fait que les jeux doivent gérer eux même leur mémoire fait qu'en pratique, cette gestion est rarement fine, pour ne pas dire grossière. La majorité des données allouées sont rarement nécessaires en simultanée pour le rendu d'une frame et disposer d'un mécanisme de swap de ce type pourrait permettre, dans un temps long, de faire tourner des jeux avec des niveaux de textures plus élevés qui ne rentreraient pas dans les 8 Go présents sur la carte.

Cela reste cependant un avantage très théorique qui dépendra de la qualité de l'implémentation du système. Car le cout d'un échange de données entre la mémoire centrale et celle du GPU n'est pas nul et l'on risque de se retrouver, au-delà de démonstrations savamment choisies avec des lags dues à ces transferts. Quelque chose de tout à fait acceptable dans un cas d'utilisation d'applications professionnelles ou un ralentissement vaut mieux qu'une impossibilité de fonctionner.

Si l'idée sur le fond nous semble bonne, nous resterons donc prudents sur ce qu'elle pourrait apporter en pratique pour la déclinaison « jeu » de Vega car si AMD aime mettre en parallèle cela avec le concept de « megatexture » utilisé par id Software, l'implémentation, d'un peu plus haut niveau, demandera à être jugée en pratique avec des applications adéquates.

Un support DirectX 12 plus complet

Avec Vega, AMD améliore son support de DirectX 12 par rapport à Polaris :

Le premier sur lequel AMD n'a pas vraiment communiqué dans sa présentation est la gestion du standard swizzle, un mode spécifique d'alignement des données pour les textures  qui permet d'améliorer la rapidité de certains algorithmes . La fonctionnalité n'est gérée que par Vega aujourd'hui.

L'autre changement concerne la rasterization, la transformation d'un triangle en pixels. DX12 ajoute le concept de conservative rasterization  qui permet d'améliorer la manière dont cette transformation s'opère en ajoutant des règles plus claires sur les algorithmes utilisés pour éviter les incertitudes dans le rendu.

Pascal chez Nvidia supportait déjà les deux premiers tiers de cette fonctionnalité, le premier est surtout utile au tiled rendering, la génération de light maps et des shadow maps. Le second réduit un peu plus l'incertitude ce qui est surtout utile pour les rendus types voxel. Le troisième niveau que supporte Vega ajoute une variable dans le langage des shaders de DirectX (HLSL) qui permet de régler finement le niveau de sous-estimation que l'on désire, une fonctionnalité qui permet d'optimiser l'occlusion.

Vega gère également de nouveaux types de shaders, baptisés primitive shaders qui peuvent remplacer les vertex/geometry shaders pour réaliser de nouveaux types de rendus plus efficaces avec la possibilité d'éliminer beaucoup plus efficacement des primitives. Là encore cela demandera un travail important aux développeurs ce qui fait qu'on peut douter qu'elle soit exploitée, mais AMD disposerait d'un path alternatif dans ses pilotes qui permettrait au cas par cas d'obtenir des gains.

Sorties vidéo améliorées

Pour terminer sur les détails de la puce, notez qu'au-delà de l'architecture, la gestion des sorties vidéos a été améliorée. Par rapport à Polaris on peut désormais piloter deux écrans 4K 120 Hz en simultanée. Pour les modes HDR, on passe de un à trois écrans 4K 60 Hz, et le support d'un écran 4K 120 Hz ou 5K 60 Hz.

D'autres petits détails ont aussi été améliorés, le décodage hardware H.264 par exemple fonctionne désormais pour les vidéo 4K 60 Hz (cette résolution n'était gérée que pour H.265 par Polaris). Du côté de la virtualisation, VCE (les fonctionnalités de décodage/encodage vidéo) sont désormais également disponibles dans les machines virtuelles.

Page 3 - Spécifications, les cartes

# Spécifications

Avant de parler pratique, voici les caractéristiques officielles des RX Vega64 et 56 :

La Vega64 dispose du GPU Vega 10 entier, avec ses 64 Compute Units soit 4096 unités de calculs. Par rapport à la R9 Fury X, on note que la configuration interne est très proche, néanmoins les chiffres de puissance théorique bénéficient d'une part de la hausse de fréquence et d'autre part des possibilités intégrées pour accélérer les calculs en FP16 et INT8. Si la bande passante théorique est en légère baisse par rapport à Fiji, la quantité de 8 Go est bien plus adaptée aux charges récentes.

Comme son nom l'indique, la Vega56 ne dispose que de 56 CU, ce qui couplé à des fréquences inférieures permet à AMD de viser un TDP bien plus raisonnable de 210 watts contre 295 pour sa grande soeur. Si sur le papier ces RX disposent de quelques faiblesses par rapport aux GeForce, notamment pour ce qui est du fillrate, leur puissance de calcul FP32 est au niveau et il en va de même pour le FP16 qui n'est pas bridé contrairement à ces dernière et qui peu être traité deux fois plus rapdiement que le FP32, une nouveauté par rapport à Fiji. Des avantages qui pourraient compter dans d'autres applications que le jeu, on pense au deep learning.

Côté tarifaire AMD positionne la Vega64 à 499$, juste sous la GTX 1080 qui est officiellement à 549$, alors que la Vega56 sera disponible à partir du 28 août pour 399$ soit un tarif similaire à la GTX 1070.

Les cartes

AMD nous a fourni deux cartes de référence pour les RX Vega64 et RX Vega56 en version « standard ». Une version édition limitée est également disponible (exclusivement en pack), seul le carter change, le système de refroidissement (et ses performances) est identique selon AMD avec le modèle classique.

On retrouve un système de refroidissement type blower (l'air est aspiré par la turbine et ressort par l'arrière du boitier) assez classique qui rappelle ce que l'on avait pu voir sur les R9 390X, les logos étant simplement un peu plus stylisés. Une plaque de dissipation est présente à l'arrière du PCB.

D'un point de vue physique, les deux cartes sont strictement identiques, on retrouve deux connecteurs d'alimentation 8 broches à l'arrière ainsi qu'un un interrupteur de sélection du BIOS (deux sont présents avec des réglages de consommation différents). Pour ce qui est de la connectique, on retrouve trois DP 1.4 ainsi qu'un HDMI 2.0 (avec support du HDCP, vous retrouverez plus de détails sur le support précis sur la page précédente).

On remarquera que sans surprise, le PCB est concentré sur la partie gauche, et a l'emplacement habituel de la mémoire on retrouve les VRM qui entourent le GPU. Un design qui permet de faire des cartes plus courtes, on se souvient que durant le Siggraph, AMD nous avait brièvement montré une version Nano de sa carte. On verra en pratique les conséquences sur la chauffe.

BIOS et profils

Pour cette preview, nous nous sommes concentrés sur le BIOS primaire. Un BIOS secondaire est également présent, activable par un switch, il réduit de 10% la limite de consommation sur Vega64.

En parallèle, AMD propose aussi de jouer sur la limite de consommation via ses Radeon Software, vous pouvez retrouver dans ce récapitulatif les divers pourcentages.

Protocole de test

Comme indiqué en introduction, pris par le temps nous sommes loin de pouvoir vous délivrer un dossier aussi complet qu'à l'habitude, d'où le titre de preview. Un nouveau protocole de test est actuellement en cours d'élaboration, comme vous le verrez dans les pages suivantes l'idée est d'utiliser des titres disposant à la fois d'un mode DX11/OpenGL et d'un mode DX12/Vulkan.

Nous conservons bien entendu les mesures de consommation, avec de nouveaux jeux, ainsi que celle de bruit et de température (toujours sous 3DMark11). Attention les conditions de mesures sonores et le sonomètre ne sont pas les mêmes, dès lors les résultats ne sont pas comparables avec les précédents. Ce protocole reste donc en cours d'élaboration et sera affiné dans les semaines à venir.

Configuration de test

  • Intel Core i7 6950X (HT off, 4 GHz)
  • Asus X99-AII
  • 16 Go DDR4 3000 CL14 HyperX
  • Corsair AX1200i
  • Windows 10 64 bits
  • Pilotes GeForce 389.84
  • Pilotes Crimson Edition ReLive 17.30 beta

    Page 4 - Consommation, efficacité énergétique

    # Consommation

Nous isolons la consommation des cartes graphiques, et nous la mesurons dans trois situations :

  • Sur le bureau Windows
  • Sous Rise of the Tomb Raider DX12
  • Sous Sniper Elite 4 DX12

Nous avons également ajouté les mesures en supprimant les limites de consommation et de température. En pratique, la limite de température est fixée à 85° sous MSI Afterburner et nous ne pouvons pas y toucher. Par contre il est possible d'augmenter la limite de consommation de 50%, même s'il faut prendre les résultats ci dessous avec des pincettes comme nous allons vous l'expliquer !

Voici les valeurs que nous avons mesurées :


Pour les bonnes nouvelles, on notera que les Vega ont réduit la consommation sur le bureau Windows par rapport à la Fury X n'étant plus très loin des GeForce.

Dans les jeux cependant, la consommation ne se fait pas oublier, la RX Vega64 étant clairement aux limites de consommation. C'est tout de même 60% de consommation de plus qu'une GTX 1080 FE, et plus que la Ti.

La consommation de la RX Vega 56 parait du coup mesurée en comparaison, a peu près au niveau de ce que proposait une R9 Fury X. On est là encore aux limites de consommation, le TBP de 210W est d'ailleurs dépassé, et le GPU voit donc sa fréquence abaisser par rapport au Turbo maximal. Face à une GTX 1070 FE c'est tout de même 52% de consommation en plus qui est enregistré.

Si l'on lève la limite de consommation sur Vega56, la consommation augmente assez fortement, de 41%. En ce qui concerne la température on reste sous la limite, tout juste, à 83° dans les deux cas ce qui évite de voir la consommation fluctuer fortement à cause de la limite de température.

Ce n'est pas le cas de la RX Vega64. Elle voit aussi sa consommation augmenter fortement, (quasiment +40 et +32%) mais ce niveau de performance n'est pas tenu. Il suffit d'une vingtaine de secondes hors boîtier pour atteindre la limite de température de 85°, ce qui pousse un throttling des fréquences. Résultat, on voit la consommation fluctuer entre les valeurs que nous vous indiquons ici et d'autres 70W inférieures environ. Cela se voit en pratique sur les fréquences qui baissent (en moyenne) d'environ 90 MHz.


On peut le voir en pratique sur ce graphique ou nous notons les fréquences relevées durant la mesure de consommation. Sur Vega56 les fréquences sont relativement stables bien que l'on flirte de très près la limite de température une fois que l'on supprime la limite de consommation. Le gain est assez intéressant dans ce cas, aumoins sur la fréquence.

Sur Vega64, la fréquence est a 1584 MHz quand la limite de consommation est poussée au maximum, et retombe autour de 1500 MHz avec le throttling par température au bout de quelques secondes. Le gain de fréquence est donc quasi nul dans ce cas, montrant qu'AMD a bel et bien poussé au maximum cette RX Vega64, tout en la calibrant au plus juste du côté des limites de températures.

Efficacité énergétique

Nous calculons ensuite l'efficacité énergétique en croisant le nombre d'images par seconde relevé dans ces deux jeux avec la consommation notée :


Le passage du 28 au 14nm devrait être extrêmement profitable, mais en pratique cela ne se voit pas sur l'efficacité. La consommation élevée n'est que peu productive, on gagne 6% lorsque l'on compare la R9 Fury X à la Vega56 sous Sniper Elite 4, tandis que la RX Vega64 dispose même d'une efficacité inférieure.

La comparaison avec les GeForce est particulièrement troublante. Même si l'on peut penser que TSMC a un (léger) avantage avec son 16nm par rapport au 14nm de GlobalFoundries, on ne pourra pas blâmer le fondeur pour un tel écart.

Notez que l'efficacité descend très fortement dès que l'on pousse au maximum les limites de consommation, c'est assez logique étant donné les gains très limités que l'on note côté performances. A titre indicatif sur Vega64 on trouve respectivement 1.6% et 2% de gains de performances dans les deux titres.

Pour RX Vega56, le gain de performances que nous notons sur Rise of The Tomb Raider est aussi limité (2.6%), laissant penser que la puissance GPU n'est pas ce qui le limite. Sur Sniper Elite le gain est par contre plus linéaire avec la hause de fréquence GPU : 11%.

Page 5 - Nuisances sonores, températures/IR

# Nuisances sonores

Nous mesurons le bruit des cartes dans un boîtier avec un sonomètre placé à 60cm à gauche de ce dernier. Cela donne une bonne idée du bruit ressenti en utilisation. L'environnement de test ayant changé et la mesure se faisant sur la configuration entière sans isoler le bruit de la carte, les valeurs ne sont pas comparables à nos articles précédents.


Le blower utilisé par AMD est particulièrement bruyant avec un bruit de roulement très distinct. Les deux Vega sont à la même enseigne dans ce test, passé 70° le ventilateur du blower tournant effectivement à 2400 tpm. A l'usage la Vega56 est légèrement plus discrète en apparence, le temps qu'elle s'échauffe alors que la Vega64 monte bien plus rapidement en température. Reste qu'en pratique pour jouer les deux apporteront les mêmes nuisances.


Le blower des RX Vega

Le blower de Nvidia, que l'on ne qualifierait pas de silencieux, est sans commune mesure avec celui trouvé sur les RX Vega de référence.

Températures

Nous relevons la température via les sondes internes des GPU, à la fois au repos et après une charge lourde.


Comme le veut la tradition des cartes modernes de références, elles s'approchent de leur seuil de température (il est de 85° pour les deux Vega). La RX Vega56 est la bonne élève de ce classement en ne s'approchant pas de ce seuil qui a impact généralement assez net sur les performances. On pourra profiter de cette marge pour personnaliser la courbe de ventilation et réduire un peu le bruit par exemple ou pour overclocker.

IR

Nous avons également regardé mesuré la température via thermographie pour les deux Vega. Nous effectuons la mesure après un échauffement prolongé, avec et sans backplate installée pour mieux voir l'échauffement des composants.


[ RX Vega64 ]  [ RX Vega64 (sans backplate) ]  
[ RX Vega56 ]  [ RX Vega56 (sans backplate) ]  

Sans trop de surprise avec backplate, on retrouve à l'arrière des GPU une température proche de celle mesurée via les sondes internes. On note dans les deux cas que c'est sous le GPU que l'échauffement semble être le plus important.

Quand on retire les backplate, on note effectivement la température élevée des VRM, bien que restant dans les plages de fonctionnement habituelles pour ces composants. La backplate permet de dissiper une partie de cette chaleur ce qui est toujours bon à prendre.

Page 6 - Benchmark : 3DMark et Superposition

On commence par des benchmarks de référence, non utilisés pour les indices de performance mais qui vous permettront si besoin de positionner votre propre GPU par rapport à ces nouvelles cartes.

3D Mark FireStrike

Nous utilisons le test FireStrike de 3D Mark, que nous lançons en mode standard et extrême.


[ Fire Strike ] [ Fire Strike Extreme ]

La Vega64 est très loin de la Ti dans ce benchmark synthétique, plus de 20% derrière dans les deux modes. En pratique c'est contre la GTX 1080 classique que Vega64 se bat, se plaçant respectivement 2.6 et 3.8% devant.

Pour Vega56 c'est plus du côté de la 1070 FE qu'il faut regarder, elle est légèrement plus rapide que cette dernière, entre 6 et 8% selon le mode.

3D Mark TimeSpy

Nous utilisons TimeSpy, le plus récent test ajouté à 3D Mark qui tourne en DirectX 12 :


Alors qu'en général DirectX 12 réussit mieux aux cartes d'AMD, la Vega64 fait ici moins bien que dans le test précédent, elle est 25% derrière la 1080 Ti, et 1% derrière la 1080 classique…

La Vega56 se retrouve 6% devant la 1070 FE.

Unigine Superposition

Pour terminer sur les benchs synthétiques, nous regardons les performances dans le dernier benchmark d'Unigine, Superposition :


Les cartes de Nvidia creusent un peu plus les écarts dans ce benchmark face à Vega, la 1080 Ti est plus de 28% devant Vega64, elle-même derrière la 1080 classique de 2%. L'écart entre Vega56 et la 1070 FE est très mince ici, 2.6%.

Regardons maintenant ce qui se passe dans les jeux !

Page 7 - Benchmark : Battlefield 1

# Battlefield 1

Nous commençons nos tests de jeux par Battlefield 1. Il utilise pour rappelle le moteur Frostbite 3 avec le support de DirectX 11 et DirectX 12. Le jeu est testé en mode Ultra dans les deux API graphiques disponibles. Nous nous déplaçons sur cette map en longeant la plage après la sortie du bateau.


[ Battlefield 1 ] [ DX11 - Battlefield 1 ] [ DX12 - Battlefield 1 ]

Avant toute chose, pour tous les jeux qui suivront nous vous proposons trois graphiques. Le second et le troisième ne demandent pas d'explications, il s'agit des résultats dans les modes DirectX 11 et DirectX 12. Le premier indique le meilleur résultat pour chaque carte. Dans certains cas le mode DX11 ou DX12 peut être plus favorable, nous indiquons donc le meilleur cas dans ce graphique qui correspond à ce qu'un joueur favoriserait. Les tests séparés nous permettent cependant de comparer les cartes sous les deux API !

Sous DX 11, Vega64 est quasi au niveau d'une GTX 1080 FE, le modèle Ti est bien loin devant, à plus de 28%. L'avantage de la Vega56 par rapport à la 1070 FE est par contre un peu plus net, 11%. En pratique on note que l'écart entre les deux Vega est assez faible, seulement 11% là aussi. La limite de consommation bride clairement les Vega dans ce titre.

Les GeForce sont assez nettement moins rapides en DX12 alors que les Vega gagent un petit peu. Lorsque l'on prend les meilleurs scores, la Vega64 reste légèrement devant la GTX 1080 FE, tandis que Vega56 se place 12% devant la GTX 1070FE.

Page 8 - Benchmark : Hitman

# Hitman

Nous continuons notre tour des jeux avec Hitman qui propose lui aussi les deux API graphiques. Nous mesurons les performances au début de la première mission de l'épisode Paris, le jeu étant configuré en mode Ultra.


[ Hitman ] [ DX11 - Hitman ] [ DX12 - Hitman ]

Sous DX11, on retrouve des écarts proches à ce que l'on avait vu sous Battlefield 1, la Vega64 se plaçant légèrement derrière une GTX 1080 FE, tandis que la Vega56 est 10% plus rapide qu'une 1070 FE.

Sous DX12, tout le monde profite d'un petit gain, les GeForce gagnant un tout petit peu plus avec un écart de 2.5% en faveur de la GTX 1080 FE contre Vega64, et un avantage qui tombe à 6.1% pour la Vega56 face à la 1070 FE.

Page 9 - Benchmark : Rise of the Tomb Raider

# Rise of the Tomb Raider

Nous regardons les performances dans le dernier Tomb Raider. Le jeu est configuré en mode « Très élevé » et nous regardons les performances sous les deux API.


[ Rise of the Tomb Raider ] [ DX11 - Rise of the Tomb Raider ] [ DX12 - Rise of the Tomb Raider ]

En mode DX11 les GeForce ont un avantage assez net, la Vega64 est 7.5% derrière une GTX 1080 FE, tandis que Vega56 ne fait que jeu égal avec la 1070 FE.

Activer DX12 est légèrement bénéfique aux Vega et là 1080 Ti, tandis que les GTX 1080 FE et FTX 1070 FE perdent très légèrement.

Au final la GTX 1080 FE garde 5% d'avance dans le meilleur mode face à la Vega64 tandis que la 56 est 3% devant la 1070 FE.

Page 10 - Benchmark : Ashes of the Singularity

#Ashes of the Singularity

Nous regardons les performances sous Ashes of the Singularity, configuré en mode Crazy. Nous utilisons le benchmark intégré en mode DX11 et DX12.


[ Ashes of the Singularity ] [ DX11 - Ashes of the Singularity ] [ DX12 - Ashes of the Singularity ]

En mode DX11, les Vega peinent particulièrement sur les parties les plus lourdes du benchmark où les unités se multiplient, les écarts sont énormes avec les GeForce.

Une fois passé en DX12 la situation s'inverse, les cartes d'AMD gagnant massivement tandis que celles de Nvidia enregistrent une petite perte. Reste qu'au final la Vega64 est quasi 7% derrière la GTX 1080 FE. Vega56 est 7% devant la 1070 FE.

Page 11 - Benchmark : Deus Ex : Mankind Divided

#Deus Ex : Mankind Divided

Nous continuons avec Deus Ex : Mankind Divided. Nous utilisons le benchmark intégré en mode DX11 et DX12, le titre est configuré en mode Ultra.


[ Deus Ex : Mankind Divided ] [ DX11 - Deus Ex : Mankind Divided ] [ DX12 - Deus Ex : Mankind Divided ]

Sous Deus Ex la situation est plus favorable à AMD, passer en DX12 apporte une minuscule perte de performances sur les GeForce, tandis que les cartes d'AMD en profitent plus nettement (particulièrement la Fury X).

Au final dans ce jeu brandé Radeon, faut-il le rappeler, Vega 64 est 7% devant la GTX 1080 FE, tandis que Vega56 est 16% devant la 1070 FE.

Page 12 - Benchmark : DOOM

#DOOM

Le titre d'id Software est l'un des seuls titres AAA à utiliser OpenGL et Vulkan. Nous testons les performances dans ces deux API également.


[ DOOM ] [ OpenGL - DOOM ] [ Vulkan - DOOM ]

En OpenGL, les cartes d'AMD sont à la traîne, plus de 10 et 17% face à leur concurrentes. Une situation qui s'inverse dès que l'on active Vulkan. On notera que toutes les cartes en profitent, y compris les GeForce mais au final Vega64 est 11% devant une GTX 1080 FE dans ce titre, et 20% d'avance pour une Vega56 face à la 1070 FE dans un titre au final très peu gourmand.

Page 13 - Benchmark : Sniper Elite 4

#Sniper Elite 4

Nous mesurons les performances sous Sniper Elite 4 en mode Ultra dans les modes DX11 et DX12 :


[ Sniper Elite 4 ] [ DX11 - Sniper Elite 4 ] [ DX12 - Sniper Elite 4 ]

Les GeForce ont un avantage très net dans ce titre en DX11, respectivement 12.6 et 4.7% face au match habituel que l'on vous montre depuis quelques pages.

En DX12, toutes les cartes profitent d'un gain mais ce sont les Vega qui en profitent le plus. Malgré tout la 64 est 4.4% derrière la GTX 1080 FE, tandis que Vega56 est 5.2% devant.

Page 14 - Benchmark : Civilization VI

#Civilization VI

Nous regardons les performances sous Civilization VI en utilisant le benchmark intégré. Le jeu est configuré en mode Ultra avec le frame limiter désactivé, et nous activons également le MSAA 8X :


[ Civilization VI ] [ DX11 - Civilization VI ] [ DX12 - Civilization VI ]

En DX11 les performances des cartes d'AMD sont particulièrement mauvaises, ce que l'on mettra sur le compte du pilote qui limite les deux cartes au quasi même niveau de performances. On notera que l'écart entre une 1080 classique et Ti est également largement réduit, mais le niveau de performances est significativement plus haut (plus de 38% d'écarts tout de même !).

DX12 profite aux cartes d'AMD qui remontent assez nettement, tandis que celles de Nvidia voient leurs performances baisser assez nettement. Reste qu'en cumulant les meilleurs résultats, Vega64 est 18% derrière une GTX 1080 FE, et Vega56 4.5% derrière la 1070 FE.

Page 15 - Benchmark : TotalWar Warhammer

#TotalWar Warhammer

Nous terminons notre tour des jeux avec TotalWar Warhammer, le jeu est configuré en mode Ultra et nous activons le FXAA.


[ Total War: Warhammer ] [ DX11 - Total War: Warhammer ] [ DX12 - Total War: Warhammer ]

En DX11, Vega64 est 11% derrière une GTX 1080, tandis que la 1070 fait jeu égal avec Vega 56.

Activer DX12 permet de remonter les performances sur les Vega tout en ne bénéficiant pas aux GeForce. Une fois les résultats croisés, Vega64 et GTX 1080 obtiennent des scores similaires, et Vega56 profite de 9% d'avantage face à la 1070 FE.

Page 16 - Overclocking

Nous avons regardé ce que permettaient nos deux cartes en matière d'overclocking. Le premier pilote fourni par AMD avait ne rapportait pas correctement les fréquences, ce qui a été corrigé dans un second pilote qui nous a posé d'autres problèmes.

Globalement, sur les GPU modernes, on peut jouer sur différents leviers :

  • la limite de consommation
  • la limite de température
  • la fréquence GPU
  • la fréquence RAM

Dans le cas de Vega, en pratique on ne peut pas changer encore la limite de température via les outils d'overclocking. On peut cependant jouer sur la limite de consommation, ce qui est extrêmement efficace sur Vega étant donné que l'on est toujours très loin des fréquences maximales annoncées.

Contrairement à chez Nvidia ou l'on joue sur la fréquence GPU par le biais d'un offset sur les courbes de tensions, ici jouer sur la fréquence GPU ne fait que changer le seuil maximal autorisé. En pratique c'est plutôt sans intérêt donc puisque l'on peut régler sans trop de difficulté le curseur au maximum dans les outils d'overclocking sans qu'il ne se passe quoique ce soit.

On pourra donc jouer, en plus du seuil de consommation, sur la fréquence mémoire.

Dans ce cas il faudra faire attention à bien appliquer également une augmentation sur le seuil de consommation. Car overclocker la mémoire seule réduit très visiblement les fréquences du GPU, à cause de la consommation augmentée. Et cette baisse est franche car si l'on pousse au maximum la mémoire HBM sur notre échantillon, on perd facilement 10% de performances sur Sniper Elite 4 par exemple.

Côté fréquences mémoires, nos échantillons fournis par AMD étaient plutôt coopératifs, nous avons atteint 1070 MHz pour la HBM2 sur notre RX Vega64, soit un bond de 13%.

Notre RX Vega56 était moins coopérative avec "seulement" 960 MHz, même si le bond est large par rapport aux 800 MHz de base (+20%).

Voyons donc les résultats que nous avons obtenus :


[ RX Vega56 ] [ RX Vega64 ]

Si l'on regarde d'abord la RX Vega56, on peut voir assez nettement le comportement différent de nos deux jeux. Faire sauter la limite de consommation permet de gagner 11% de performances sur Sniper Elite 4, et seulement 2.7% sur Rise of the Tomb Raider. A l'inverse, lorsque l'on ajoute l'overclocking mémoire, le gain n'est que de 5.4% sur Sniper Elite 4, mais augmente les performances beaucoup plus fortement sous Tomb raider, de 9.5%. Le comportement des deux jeux est assez tranché.

Avec RX Vega64, les gains sont plus tassés en grande partie à cause de la limite de température qui est régulièrement frôlée. La marge est plus importante mais le refroidissement est insuffisant pour le niveau de consommation, très important pour rappel, que l'on a relevé dans ce mode (on est autour de 400W pour la seule carte graphique, tout de même !).

Au final c'est ce que l'on retiendra de l'overclocking, comme de Vega en général, la consommation est un facteur particulièrement limitant sur ces GPU, qui n'est pas arrangé certes par le système de refroidissement de référence, mais le niveau de consommation très élevé lorsque les fréquences sont hautes pousse ces cartes dans une équation complexe à résoudre, toutes les limites posées par le constructeur par défaut (en termes de température et de fréquences) relevant d'un certain équilibrisme.

Page 17 - Récapitulatif des performances

#Récapitulatif des performances

Voyons ce que tout cela donne en moyenne, nous calculons un indice 100 sur les performances de la R9 Fury X :


Si l'on regarde d'abord les performances en DX11/OpenGL, on voit qu'en pratique les Vega ne brillent pas particulièrement, Vega64 se plaçant 13% derrière la GTX 1080 FE, et Vega56 presque 4% derrière une GTX 1070 FE. Alors certes, ce mode est le plus défavorable aux cartes d'AMD, et certes on a vu des contre performances notables dans nombre de jeux ou le pilote est un facteur limitant, mais tout de même.

Le passage aux API modernes est beaucoup plus favorable aux cartes d'AMD, sans surprise puisque dans la plupart des cas les Vega engrangent des gains dans ces modes là ou les cartes de Nvidia n'en profitent pas dans l'indice, certains gains notables étant compensés par des pertes par ailleurs.

Reste qu'au final lorsque l'on prend les meilleurs modes, soit systématiquement les API modernes chez AMD, et au cas par cas chez Nvidia, Vega64 se situe un peu sous la GTX 1080 FE, tandis qu'une Vega56 vient se placer 7% devant une GTX 1070 FE. On notera surtout que par rapport à la R9 Fury X, les gains sont plutôt limités, le nouveau gros GPU n'étant que 30% plus performant que l'ancien gravé en 28nm. C'est plutôt inquiétant quand l'on considère l'écart de consommation. La Vega56 qui dispose d'un niveau de consommation comparable à la Fury n'est que 14% plus rapide que cette dernière.

Page 18 - Conclusion

Quand l'on considère la débauche de moyens présents dans Vega, que ce soit en termes de transistors, d'unités en tout genre ou de bande passante mémoire, on était en droit de penser que le plus gros GPU d'AMD s'approcherait de ce que son concurrent propose de mieux côté grand public. Il n'en est malheureusement rien. Même en version RX Vega64, on se retrouve dans le meilleur autour d'une GTX 1080 qui utilise un GPU significativement plus petit et moins énergivore. Logiquement AMD positionne donc, au niveau tarifaire également, sa nouvelle venue en face de cette référence Nvidia et non pas de la GTX 1080 Ti.

Les temps de développement d'une nouvelle architecture sont longs, et les moyens réduits à la disposition de la R&D d'AMD font qu'il n'est pas encore en mesure de réagir au saut d'efficacité qu'a engagé Nvidia avec Maxwell il y a bientôt trois ans. Pour ne rien arranger, Vega a subit de multiples retards et la nécessité d'une vraie rupture avec GCN saute aux yeux, même si au-delà du jeu elle dispose d'avantage notable pour le Compute d'autant que contrairement à ses concurrentes elle n'est pas bridées en FP16 et est désormais deux fois plus rapide qu'en FP32 dans ce mode.

Côté jeu, en attendant mieux la RX Vega64 peut toujours clamer le titre de la carte graphique compatible FreeSync la plus rapide, ce qui est bien entendu un argument réel si vous disposez déjà d'un tel écran tant le rafraîchissement variable est confortable. Dans la négative, le surcoût de FreeSync étant moindre que G-SYNC c'est également un paramètre à prendre en compte mais nous vous conseillons plutôt d'attendre la RX Vega56 qui sera disponible fin août et qui pour le même prix que la GTX 1070 fait un peu mieux que cette dernière. Quitte à attendre autant passer son tour jusqu'au cartes personnalisées, probablement moins bruyantes et plus en capacité de maintenir la fréquence maximale du GPU mais qui n'arriveront qu'en septembre.

AMD est bien entendu conscient de ce meilleur positionnement de la RX Vega56, d'où son envoi en dernière minute pour test malgré une disponibilité décalée afin d'adoucir les conclusions. Il n'en reste pas moins que du point de vue purement technique et dans le domaine ludique visé par ces RX, Vega déçoit, ce qu'AMD doit compenser par un prix au plus juste malgré un coût de fabrication plus élevé que Nvidia. Une spirale négative dont on espère voir AMD sortir avec Navi, qui n'est malheureusement pas attendu au mieux avant fin 2018, voire 2019 en 7nm, alors que pendant ce temps Nvidia va bien entendu continuer d'avancer.

Mise à jour : Il s'avère que les prix communiqués par AMD n'étaient que des prix de lancement. Une fois la promotion passée, la Vega 56 sera au tarif de la GTX 1080 alors que la Vega 64 sera entre les 1080 et les 1080 Ti, rendant ces nouvelles références peu attrayantes...

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